JPH0946200A - 過負荷保護システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒューズや過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳ
を用いることなくＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチの破
壊を防ぐことができる過電流保護システムを提供するこ
と。 【解決手段】 負荷１２に電流を供給する駆動手段１６
の過負荷状態を防ぐための過電流保護システム１０であ
って、駆動手段１６の過負荷状態を検出したとき供給電
流抑制命令３０ａを生成する過電流検出手段３０と、駆
動手段１６への供給電流２１を制御するとともに供給電
流抑制命令３０ａを受けたときに駆動手段１６に流れる
電流を抑制して駆動手段１６の過負荷状態を防ぐ制御を
実行できる制御手段２０と、を備えて成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
電装部品に係る負荷に電流を供給する駆動手段の過負荷
状態を防ぐための過負荷保護システム関し、特に、小
型、軽量、高速応答性、接続負荷の多様性、および高信
頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッ
チを用いた駆動手段におけるショート等の過負荷状態を
防ぐための過負荷保護システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の過負荷保護システム９にお
いては、図５に示すように、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体ス
イッチ１を用いた駆動手段１を用いて負荷２に電流３を
供給していた。

【０００３】電源４と駆動手段（ＭＯＳＦＥＴ等の半導
体スイッチ）１との間には、駆動手段１の過負荷状態を
防ぐためのヒューズ５が設けられていた。また、駆動手
段１として、過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳと呼ばれ
るパワーＩＣを用い、内蔵された過負荷保護回路によっ
て過負荷状態を回避しようという試みがなされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の過負荷
保護システム９では、駆動手段１の過負荷状態時に過電
流が流れても、ヒューズ５の溶断には時間を要するた
め、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチ１の方が先に破壊
されてしまうことがあるという問題点があった。

【０００５】また、車両に搭載される多種多様な電装部
品に係る負荷に対して、その各々に全てヒューズ３を設
けることは、メンテナンスの煩雑さを引き起こすという
問題点があった。さらに、駆動手段１として、過負荷保
護回路を内蔵したＩＰＳと呼ばれるパワーＩＣが用いら
れているが、過負荷保護回路によって保護される得る過
負荷状態の種類や過電流遮断特性が特定されており、十
分な過負荷保護対策が難しいという問題点があった。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、過電流検出手段が駆動手段の過負
荷状態を検出したとき、制御手段が駆動手段に流れる電
流を抑制して駆動手段の過負荷状態を防ぐ制御を実行す
ることにより、ヒューズや過負荷保護回路を内蔵したＩ
ＰＳを用いることなく、小型、軽量、高速応答性、接続
負荷の多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯ
ＳＦＥＴ等の半導体スイッチの破壊を防ぐことができる
過電流保護システムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの要旨とするところは、以下の各項に存する。 ［１］項 負荷（１２）に電流を供給する駆動手段（１
６）の過負荷状態を防ぐための過電流保護システム（１
０）であって、前記駆動手段（１６）の過負荷状態を検
出したとき、供給電流抑制命令（３０ａ）を生成する過
電流検出手段（３０）と、前記駆動手段（１６）への供
給電流（２１）を制御するとともに、前記供給電流抑制
命令（３０ａ）を受けたときに当該駆動手段（１６）に
流れる電流を抑制して、当該駆動手段（１６）の過負荷
状態を防ぐ制御を実行できる制御手段（２０）と、を備
えて成ることを特徴とする過電流保護システム（１
０）。

【０００８】［２］項 ［１］項に記載の過電流検出手段（３０）は、負荷（１
２）に印加される電圧（３２ａ）と所定の基準電圧（３
２ｂ）とを比較し、当該検出電圧（３２）が当該基準電
圧（３２ｂ）を超えたとき、前記駆動手段（１６）の過
負荷状態を検出したと判定して、前記供給電流抑制命令
（３０ａ）を生成する、ことを特徴とする過電流保護シ
ステム（１０）。

【０００９】［３］項 ［２］項に記載の過電流検出手段（３０）は、負荷（１
２）に印加される電圧（３２ａ）の実効値と所定の基準
電圧（３２ｂ）の実効値とを比較し、当該検出電圧（３
２）の実効値が当該基準電圧（３２ｂ）の実効値を超え
たとき、前記駆動手段（１６）の過負荷状態を検出した
と判定して、前記供給電流抑制命令（３０ａ）を生成す
る、ことを特徴とする過電流保護システム（１０）。

【００１０】［４］項 ［１］項に記載の過電流検出手段（３０）は、負荷（１
２）に直列に接続されたプローブ部（３１）を備えて成
り、前記プローブ部（３１）に流れる前記供給電流（２
１）によって当該プローブ部（３１）に印加される電圧
に基づいて当該供給電流（２１）を検出し、当該検出し
た供給電流（２１）が基準電流（３２ｃ）を超えたと
き、前記駆動手段（１６）の過負荷状態を検出したと判
定して、前記供給電流抑制命令（３０ａ）を生成する、
ことを特徴とする過電流保護システム（１０）。

【００１１】［５］項 ［４］項に記載の過電流検出手段（３０）は、前記プロ
ーブ部（３１）に流れる前記供給電流（２１）によって
当該プローブ部（３１）に印加される電圧に基づいて当
該供給電流（２１）の実効値を検出し、当該検出した供
給電流（２１）の実効値が基準電流（３２ｃ）の実効値
を超えたとき、前記駆動手段（１６）の過負荷状態を検
出したと判定して、前記供給電流抑制命令（３０ａ）を
生成する、ことを特徴とする過電流保護システム（１
０）。

【００１２】［６］項 ［４］項または［５］項に記載のプローブ部（３１）
は、直流抵抗（３３ａ、交流抵抗（３３ｂ）のうち少な
くとも一方をを備えて成る、ことを特徴とする過電流保
護システム（１０）。

【００１３】［７］項 ［１］項〜［６］項に記載の制御手段（２０）は、前記
供給電流抑制命令を受けたときに、電流を遮断すること
によって当該駆動手段（１６）に流れる電流を抑制し
て、当該駆動手段（１６）の過負荷状態を防ぐ制御を実
行する、ことを特徴とする過電流保護システム（１
０）。

【００１４】［８］項 ［１］項〜［６］項に記載の制御手段（２０）は、前記
供給電流抑制命令を受けたときに、所定の周期（２２）
または所定のデューティファクター（２３）でパルス変
調された電流のパルス列（２４）を印加することによっ
て当該駆動手段（１６）に流れる電流を抑制して、当該
駆動手段（１６）の過負荷状態を防ぐ制御を実行する、
ことを特徴とする過電流保護システム（１０）。

【００１５】［９］項 ［１］項〜［８］項に記載の制御手段（２０）は、リッ
セット部（２６）を備えて成り、前記リッセット部（２
６）が生成したリセット命令（２６ａ）を受けたとき
に、前記過負荷状態を防ぐ制御を中止するとともに、前
記駆動手段（１６）への供給電流（２１）の制御を再開
する、ことを特徴とする過電流保護システム（１０）。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態の構成を説明する。図１は本発明の過電流保護シ
ステム（１０）の基本構成を示す機能ブロック図であ
る。図２は本発明の実施の形態にかかる、過電流検出手
段（３０）を用いた過電流保護システム（１０）の機能
ブロック図である。図３は本発明の実施の形態にかか
る、プローブ部を有する過電流検出手段（３０）を用い
た過電流保護システム（１０）の機能ブロック図であ
る。図４は本発明の実施の形態にかかる過電流保護シス
テム（１０）が実行する過負荷状態を防ぐ制御のタイム
・シーケンス・ダイアグラムである。

【００１７】本発明の実施の形態の過電流保護システム
（１０）は、負荷（１２）に電流を供給する駆動手段
（１６）の過負荷状態を防ぐためのものであって、図１
に示すように、過電流検出手段（３０）と制御手段（２
０）とを備えて成る。次に、図面に基づき発明の駆動手
段（１６）の実施の形態の構成を説明する。

【００１８】本発明の実施の形態においては、図２〜図
３に示すように、駆動手段（１６）として、ＭＯＳＦＥ
Ｔ等の半導体スイッチを用いることができる。ＭＯＳＦ
ＥＴ（則ち、駆動手段）（１６）を用いる場合、ドレイ
ン（図中Ｄ）はヒューズ３４を介して電源（図示せず）
に接続されている。さらにドレイン（Ｄ）は、図１〜図
３に示すように、過電流検出手段（３０）の入力端子に
接続されている。ソース（図中Ｓ）は、負荷（１２）に
電流を供給できるように、負荷（１２）の一端に接続さ
れている。ゲート（図中Ｇ）は、制御手段（２０）から
の供給電流（２１）を受け取れるように、制御手段（２
０）の出力端子に接続されている。

【００１９】負荷（１２）（本発明の実施の形態では、
２端子素子として説明する）の一端は、図１〜図３に示
すように、ＭＯＳＦＥＴ（則ち、駆動手段）（１６）か
らの電流の供給を受けられるように、ソース（Ｓ）に接
続されている。また、他端は接地されている。

【００２０】ヒューズ３４の一端は、図１〜図３に示す
ように、前記電源と直列に接続されており、他端はＭＯ
ＳＦＥＴ（則ち、駆動手段）（１６）のドレイン（Ｄ）
に接続されている。次に、図面に基づき発明の過電流検
出手段（３０）の実施の形態の構成を説明する。

【００２１】過電流検出手段（３０）の入力端子は、Ｍ
ＯＳＦＥＴ（則ち、駆動手段）（１６）の過負荷状態を
検出したとき、供給電流抑制命令（３０ａ）を生成可能
なように、負荷（１２）とＭＯＳＦＥＴ（則ち、駆動手
段）（１６）との間に接続されて成る。

【００２２】図２に示す過電流検出手段（３０）は、負
荷（１２）に印加される電圧（３２ａ）と所定の基準電
圧（３２ｂ）とを比較し、検出電圧（３２）が基準電圧
（３２ｂ）を超えたとき、駆動手段（１６）の過負荷状
態を検出したと判定して、供給電流抑制命令（３０ａ）
を生成可能なように、負荷（１２）とＭＯＳＦＥＴ（則
ち、駆動手段）（１６）との間に接続されて成る。

【００２３】過電流検出手段（３０）における基準電圧
（３２ｂ）は、多様な負荷（１２）に対する過負荷状態
の検出および保護が可能なように、その電圧は可変にす
ることができる。具体的には、図２に示す過電流検出手
段（３０）は、負荷（１２）に印加される電圧（３２
ａ）の実効値と所定の基準電圧（３２ｂ）の実効値とを
比較し、検出電圧（３２）の実効値が基準電圧（３２
ｂ）の実効値を超えたとき、駆動手段（１６）の過負荷
状態を検出したと判定して、供給電流抑制命令（３０
ａ）を生成可能なように、負荷（１２）とＭＯＳＦＥＴ
（則ち、駆動手段）（１６）との間に接続されて成る。

【００２４】なお、供給電流（２１）の実効値とは、Ｒ
ｏｏｔ Ｍｅａｎ ＳｑｕａｒｅＶａｌｕｅのことであ
って、１サイクル全体にわたる供給電流（２１）の２乗
の平均を取り、更にその平方根を取ったものである。図
３に示す過電流検出手段（３０）は、負荷（１２）に直
列に接続されたプローブ部（３１）を備えて成り、プロ
ーブ部（３１）に流れる供給電流（２１）によってプロ
ーブ部（３１）に印加される電圧に基づいて供給電流
（２１）を検出し、検出した供給電流（２１）が基準電
流（３２ｃ）を超えたとき、駆動手段（１６）の過負荷
状態を検出したと判定して、供給電流抑制命令（３０
ａ）を生成可能なように、負荷（１２）とＭＯＳＦＥＴ
（則ち、駆動手段）（１６）との間に接続されて成る。

【００２５】具体的には、図３に示す過電流検出手段
（３０）は、プローブ部（３１）に流れる供給電流（２
１）によってプローブ部（３１）に印加される電圧に基
づいて供給電流（２１）の実効値を検出し、検出した供
給電流（２１）の実効値が基準電流（３２ｃ）の実効値
を超えたとき、駆動手段（１６）の過負荷状態を検出し
たと判定して、供給電流抑制命令（３０ａ）を生成可能
なように、負荷（１２）とＭＯＳＦＥＴ（則ち、駆動手
段）（１６）との間に接続されて成る。

【００２６】図３に示すプローブ部（３１）は、直流抵
抗（３３ａ）、交流抵抗（３３ｂ）のうち少なくとも一
方をを備えて成る。具体的にはプローブ部（３１）はイ
ンピーダンス素子であって、そのインピーダンスＩが、
Ｚ＝ｒ＋ｊωＲで表現できる素子である。ただし、ここ
で、直流抵抗（３３ａ）、Ｒは直流抵抗（３３ａ）を意
味する。ｊωＲは交流抵抗（３３ｂ）を意味し、例え
ば、コンデンサ素子（静電容量Ｃ）の場合は、１／（ｊ
ωＣ）となる。

【００２７】具体的には、図３に示すプローブ部（３
１）は、プローブ部（インピーダンス、Ｚ＝ｒ＋ｊω
Ｒ）（３１）に流れる供給電流（２１）によってプロー
ブ部（３１）に印加される電圧（則ち、供給電流（２
１）×Ｚ）に基づいて供給電流（２１）の実効値を検出
し、検出した供給電流（２１）の実効値が基準電流（３
２ｃ）の実効値を超えたとき、駆動手段（１６）の過負
荷状態を検出したと判定して、供給電流抑制命令（３０
ａ）を生成可能なように、負荷（１２）とＭＯＳＦＥＴ
（則ち、駆動手段）（１６）との間に接続されて成る。

【００２８】なお、供給電流（２１）の実効値とは、Ｒ
ｏｏｔ Ｍｅａｎ ＳｑｕａｒｅＶａｌｕｅのことであ
って、１サイクル全体にわたる供給電流（２１）の２乗
の平均を取り、更にその平方根を取ったものである。次
に、図面に基づき発明の制御手段（２０）の実施の形態
の構成を説明する。

【００２９】制御手段（２０）は、駆動手段（１６）へ
の供給電流（２１）を制御可能なように、ＭＯＳＦＥＴ
（則ち、駆動手段）（１６）のゲート（Ｇ）に接続され
て成る。さらに、供給電流抑制命令（３０ａ）を受けた
ときに駆動手段（１６）に流れる電流を抑制して、駆動
手段（１６）の過負荷状態を防ぐ制御を実行可能なよう
に、駆動手段（１６）の出力端子に接続されて成る。

【００３０】また、本発明の実施の形態において、供給
電流抑制命令（３０ａ）を受けたときに、電流を遮断
（則ち、オフ）することによって駆動手段（１６）に流
れる電流を抑制して、駆動手段（１６）の過負荷状態を
防ぐ制御を実行可能なように、ゲート電圧制御型の制御
手段（２０）を用いることもできる。

【００３１】また、本発明の実施の形態において、供給
電流抑制命令（３０ａ）を受けたとき（則ち、過負荷状
態時）に、図４のタイム・シーケンス・ダイアグラムに
示すように、所定の周期（２２）または所定のデューテ
ィファクター（２３）でパルス変調された電流のパルス
列（２４）を印加することによって駆動手段（１６）に
流れる電流を抑制（則ち、供給電流（２１）の実効値を
抑制）して、駆動手段（１６）の過負荷状態を防ぐ制御
を実行可能なように、パルス変調制御型の制御手段（２
０）を用いることもできる。

【００３２】なお、所定の周期（２２）とは図４のタイ
ム・シーケンス・ダイアグラムにおける電流のパルスの
印加周期Ｂのことであり、所定のデューティファクター
（２３）とは同図における電流のパルスの印加時間Ａと
電流のパルスの印加周期Ｂとの比、則ち、Ａ／Ｂのこと
である。

【００３３】さらに、本発明の実施の形態の制御手段
（２０）は、リッセット部（２６）を備えて成る。本発
明の実施の形態のリッセット部（２６）は、リセットス
イッチと、リセットスイッチからリセット命令（２６
ａ）を受けたときに、そのリセット命令（２６ａ）を保
持するとともに保持したリセット命令（２６ａ）を用い
て過負荷状態を防ぐ制御の中止を促すフリップフロップ
とを備えて成る。

【００３４】本発明の実施の形態の制御手段（２０）
は、通常状態（図４における通常状態時のタイム・シー
ケンス・ダイアグラム参照）において、リッセット部
（２６）が生成したリセット命令（２６ａ）を受けたと
きに過負荷状態を防ぐ制御を中止する（図４における通
常状態への復帰時のタイム・シーケンス・ダイアグラム
参照）とともに、駆動手段（１６）への供給電流（２
１）の制御を再開することができるよに、図２または図
３に示すような負荷スイッチ（ＳＷ）と前記フリップフ
ロップとのＮＯＲを取る論理回路をその要部として用い
ている。

【００３５】以下、図面に基づき本発明の実施の形態の
動作を説明する。本発明の実施の形態の過電流保護シス
テム（１０）は、負荷（１２）に電流を供給する駆動手
段（１６）の過負荷状態を防ぐことができる。本発明の
実施の形態の過電流保護システム（１０）によれば、Ｍ
ＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチがヒューズ（３４）より
も先に破壊されてしまうことを防ぐことができ、小型、
軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の多様性、および
高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥＴ等の半導体ス
イッチのみを用いた過負荷保護手段を実現することが可
能となる。

【００３６】また、過負荷保護用のヒューズ（３４）や
過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳ等の過負荷保護手段に
代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の
多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥ
Ｔ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を実現
することが可能となる。

【００３７】つまり過負荷保護用のヒューズ（３４）に
代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の
多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥ
Ｔ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を用い
ることが可能となることにより、車両に搭載される多種
多様な電装部品に係る負荷（１２）に対して、その各々
に全てヒューズ（３４）を設ける必要がなくなり、ヒュ
ーズ（３４）のメンテナンスの煩雑さを解消することが
できる。

【００３８】さらに、過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳ
に代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）
の多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦ
ＥＴ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を用
いることが可能となることにより、過負荷保護回路によ
って保護される得る過負荷状態の種類や過電流遮断特性
が特定されなくなるので、十分な過負荷保護対策が可能
となる。

【００３９】次に、図面に基づき発明の駆動手段（１
６）の実施の形態の動作を説明する。本発明の実施の形
態においては、図２〜図３に示すように、駆動手段（１
６）として、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを用いる
ことができる。ＭＯＳＦＥＴ（則ち、駆動手段）（１
６）を用いる場合、供給電流（２１）は、図２または図
３に示すように、電源（図示せず）→ヒューズ３４→ソ
ース（図中Ｓ）→ドレイン（図中Ｄ）を通って、負荷
（１２）に供給される。。

【００４０】さらにソース（図中Ｓ）は、図１〜図３に
示すように、過電流検出手段（３０）の入力端子に接続
されており、ドレイン（Ｄ）は、負荷（１２）に電流を
供給できるように、負荷（１２）の一端に接続されてい
る。制御手段（２０）の出力端子に接続されたゲート
（図中Ｇ）の制御電圧（則ち、ゲート電圧）をコントロ
ールすることによって、制御手段（２０）からの制御信
号によって、ソース（図中Ｓ）−ドレイン（Ｄ）間を流
れる供給電流（２１）を、前記ゲート電圧制御、または
前記パルス変調制御することができる。

【００４１】本発明の実施の形態の駆動手段（１６）に
よれば、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチがヒューズ
（３４）よりも先に破壊されてしまうことを防ぐことが
でき、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の多
様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥＴ
等の半導体スイッチのみを用いた過負荷保護手段を実現
することが可能となる。

【００４２】また、過負荷保護用のヒューズ（３４）や
過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳ等の過負荷保護手段に
代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の
多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥ
Ｔ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を実現
することが可能となる。

【００４３】つまり過負荷保護用のヒューズ（３４）に
代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の
多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥ
Ｔ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を用い
ることが可能となることにより、車両に搭載される多種
多様な電装部品に係る負荷（１２）に対して、その各々
に全てヒューズ（３４）を設ける必要がなくなり、ヒュ
ーズ（３４）のメンテナンスの煩雑さを解消することが
できる。

【００４４】さらに、過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳ
に代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）
の多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦ
ＥＴ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を用
いることが可能となることにより、過負荷保護回路によ
って保護される得る過負荷状態の種類や過電流遮断特性
が特定されなくなるので、十分な過負荷保護対策が可能
となる。

【００４５】次に、図面に基づき発明の過電流検出手段
（３０）の実施の形態の動作を説明する。過電流検出手
段（３０）は、ＭＯＳＦＥＴ（則ち、駆動手段）（１
６）の過負荷状態を検出したとき、供給電流抑制命令
（３０ａ）を生成することができる。

【００４６】図２に示す過電流検出手段（３０）は、負
荷（１２）に印加される電圧（３２ａ）と所定の基準電
圧（３２ｂ）とを比較し、検出電圧（３２）が基準電圧
（３２ｂ）を超えたとき、駆動手段（１６）の過負荷状
態を検出したと判定して、供給電流抑制命令（３０ａ）
を生成することができる。

【００４７】過電流検出手段（３０）における基準電圧
（３２ｂ）は、多様な負荷（１２）に対する過負荷状態
の検出および保護が可能なように、その電圧は可変にす
ることができる。具体的には、図２に示す過電流検出手
段（３０）は、負荷（１２）に印加される電圧（３２
ａ）の実効値と所定の基準電圧（３２ｂ）の実効値とを
比較し、検出電圧（３２）の実効値が基準電圧（３２
ｂ）の実効値を超えたとき、駆動手段（１６）の過負荷
状態を検出したと判定して、供給電流抑制命令（３０
ａ）を生成することができる。

【００４８】つまり、過電流検出手段（３０）における
基準電圧（３２ｂ）は可変にできるので、本発明の過電
流保護システム（１０）は、多様な負荷（１２）に対す
る過負荷状態の検出および保護が可能となる。図３に示
す過電流検出手段（３０）は、負荷（１２）に直列に接
続されたプローブ部（３１）を備えて成り、プローブ部
（３１）に流れる供給電流（２１）によってプローブ部
（３１）に印加される電圧に基づいて供給電流（２１）
を検出し、検出した供給電流（２１）が基準電流（３２
ｃ）を超えたとき、駆動手段（１６）の過負荷状態を検
出したと判定して、供給電流抑制命令（３０ａ）を生成
することができる。

【００４９】図３に示すプローブ部（３１）は、プロー
ブ部（インピーダンス、Ｚ＝ｒ＋ｊωＲ）（３１）に流
れる供給電流（２１）によってプローブ部（３１）に印
加される電圧（則ち、供給電流（２１）×Ｚ）に基づい
て供給電流（２１）の実効値を検出し、検出した供給電
流（２１）の実効値が基準電流（３２ｃ）の実効値を超
えたとき、駆動手段（１６）の過負荷状態を検出したと
判定して、供給電流抑制命令（３０ａ）を生成すること
ができる。

【００５０】本発明の実施の形態の過電流検出手段（３
０）によれば、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチがヒュ
ーズ（３４）よりも先に破壊されてしまうことを防ぐこ
とができ、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）
の多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦ
ＥＴ等の半導体スイッチのみを用いた過負荷保護手段を
実現することが可能となる。

【００５１】また、過負荷保護用のヒューズ（３４）や
過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳ等の過負荷保護手段に
代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の
多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥ
Ｔ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を実現
することが可能となる。

【００５２】つまり過負荷保護用のヒューズ（３４）に
代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の
多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥ
Ｔ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を用い
ることが可能となることにより、車両に搭載される多種
多様な電装部品に係る負荷（１２）に対して、その各々
に全てヒューズ（３４）を設ける必要がなくなり、ヒュ
ーズ（３４）のメンテナンスの煩雑さを解消することが
できる。

【００５３】さらに、過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳ
に代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）
の多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦ
ＥＴ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を用
いることが可能となることにより、過負荷保護回路によ
って保護される得る過負荷状態の種類や過電流遮断特性
が特定されなくなるので、十分な過負荷保護対策が可能
となる。

【００５４】次に、図面に基づき発明の制御手段（２
０）の実施の形態の動作を説明する。制御手段（２０）
は、ＭＯＳＦＥＴ（則ち、駆動手段）（１６）のゲート
（Ｇ）電圧の前記ゲート電圧制御、または前記パルス変
調制御を実行することによって、駆動手段（１６）への
供給電流（２１）を制御することができる。

【００５５】さらに制御手段（２０）は、供給電流抑制
命令（３０ａ）を受けたときに駆動手段（１６）に流れ
る電流を抑制して、駆動手段（１６）の過負荷状態を防
ぐ制御（図４のタイム・シーケンス・ダイアグラムにお
ける通常状態時→過負荷状態時を参照）を実行すること
ができる。

【００５６】また、本発明の実施の形態における制御手
段（２０）は、図４のタイム・シーケンス・ダイアグラ
ムに示すように、通常状態時にオン電流（例えば、１
Ａ）を供給電流２１とし、供給電流抑制命令（３０ａ）
を受けたとき（則ち、過負荷状態時）に、電流を遮断
（則ち、オン電流（例えば、１Ａ）→オフ電流（例え
ば、０Ａ））することによって駆動手段（１６）に流れ
る電流を抑制して、駆動手段（１６）の過負荷状態を防
ぐ制御（則ち、ゲート電圧制御）を実行し、またリセッ
ト命令（２６ａ）を受けたとき（則ち、通常状態への復
帰時）に、リセット命令（２６ａ）を用いて過負荷状態
を防ぐ制御の中止を促す通常状態への復帰の処理（則
ち、オフ電流（例えば、０Ａ）→オン電流（例えば、１
Ａ））を実行することができる。

【００５７】また、本発明の実施の形態における制御手
段（２０）は、供給電流抑制命令（３０ａ）を受けたと
き（則ち、過負荷状態時）に、図４のタイム・シーケン
ス・ダイアグラムに示すように、所定の周期（２２）ま
たは所定のデューティファクター（２３）でパルス変調
された電流のパルス列（２４）を印加することによって
駆動手段（１６）に流れる電流を抑制（則ち、供給電流
（２１）の実効値を抑制）して、駆動手段（１６）の過
負荷状態を防ぐ制御（則ち、パルス変調制御）を実行す
ることができる。

【００５８】所定の周期（２２）とは図４のタイム・シ
ーケンス・ダイアグラムにおける電流のパルスの印加周
期Ｂのことであり、所定のデューティファクター（２
３）は図４における電流のパルスの印加時間Ａと電流の
パルスの印加周期Ｂとの比、則ち、Ａ／Ｂによって決定
することができる。

【００５９】さらに、本発明の実施の形態の制御手段
（２０）に装置されたリッセット部（２６）は、図４の
タイム・シーケンス・ダイアグラムに示すように、過負
荷状態時に前記リセットスイッチが機動されて（例え
ば、押下されて）、前記リセットスイッチからのリセッ
ト命令（２６ａ）を受けたときに、そのリセット命令
（２６ａ）を保持するとともに、その保持したリセット
命令（２６ａ）を用いて過負荷状態を防ぐ制御の中止を
促す、則ち、通常状態への復帰の処理を実行することが
できる。

【００６０】本発明の実施の形態の制御手段（２０）
は、通常状態（図４における通常状態時のタイム・シー
ケンス・ダイアグラム参照）において、リッセット部
（２６）が生成したリセット命令（２６ａ）を受けたと
きに過負荷状態を防ぐ制御を中止する（図４における通
常状態への復帰時のタイム・シーケンス・ダイアグラム
参照）とともに、駆動手段（１６）への供給電流（２
１）の制御を再開（則ち、通常状態を復帰）することが
できる。

【００６１】本発明の実施の形態の制御手段（２０）に
よれば、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチがヒューズ
（３４）よりも先に破壊されてしまうことを防ぐことが
でき、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の多
様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥＴ
等の半導体スイッチのみを用いた過負荷保護手段を実現
することが可能となる。

【００６２】また、過負荷保護用のヒューズ（３４）や
過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳ等の過負荷保護手段に
代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の
多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥ
Ｔ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を実現
することが可能となる。

【００６３】つまり過負荷保護用のヒューズ（３４）に
代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）の
多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥ
Ｔ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を用い
ることが可能となることにより、車両に搭載される多種
多様な電装部品に係る負荷（１２）に対して、その各々
に全てヒューズ（３４）を設ける必要がなくなり、ヒュ
ーズ（３４）のメンテナンスの煩雑さを解消することが
できる。

【００６４】さらに、過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳ
に代えて、小型、軽量、高速応答性、接続負荷（１２）
の多様性、および高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦ
ＥＴ等の半導体スイッチのみによる過負荷保護手段を用
いることが可能となることにより、過負荷保護回路によ
って保護される得る過負荷状態の種類や過電流遮断特性
が特定されなくなるので、十分な過負荷保護対策が可能
となる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の過電流保護
システムによれば、電流検出手段が駆動手段の過負荷状
態を検出したとき、制御手段が駆動手段に流れる電流を
抑制して駆動手段の過負荷状態を防ぐ制御を実行するこ
とができるので、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチがヒ
ューズよりも先に破壊されてしまうことを防ぐことがで
き、小型、軽量、高速応答性、接続負荷の多様性、およ
び高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥＴ等の半導体
スイッチのみを用いた過負荷保護手段を実現することが
可能となる。

【００６６】また、過電流検出手段における基準電圧は
可変にできるので、本発明の過電流保護システムは、多
様な負荷に対する過負荷状態の検出および保護が可能と
なる。つまり、過負荷保護用のヒューズや過負荷保護回
路を内蔵したＩＰＳ等の過負荷保護手段に代えて、小
型、軽量、高速応答性、接続負荷の多様性、および高信
頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッ
チのみによる過負荷保護手段を実現することが可能とな
る。

【００６７】過負荷保護用のヒューズに代えて、小型、
軽量、高速応答性、接続負荷の多様性、および高信頼性
を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチの
みによる過負荷保護手段を用いることが可能となること
により、車両に搭載される多種多様な電装部品に係る負
荷に対して、その各々に全てヒューズを設ける必要がな
くなり、ヒューズのメンテナンスの煩雑さを解消するこ
とができる。

【００６８】過負荷保護回路を内蔵したＩＰＳに代え
て、小型、軽量、高速応答性、接続負荷の多様性、およ
び高信頼性を有し小型で軽量なＭＯＳＦＥＴ等の半導体
スイッチのみによる過負荷保護手段を用いることが可能
となることにより、過負荷保護回路によって保護される
得る過負荷状態の種類や過電流遮断特性が特定されなく
なるので、十分な過負荷保護対策が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の過電流保護システムの基本構成を示す
機能ブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態にかかる、過電流検出手段
を用いた過電流保護システムの機能ブロック図である。

【図３】本発明の実施の形態にかかる、プローブ部を有
する過電流検出手段を用いた過電流保護システムの機能
ブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態にかかる過電流保護システ
ムが実行する過負荷状態を防ぐ制御のタイム・シーケン
ス・ダイアグラムである。

【図５】従来の過電流保護システムを示す機能ブロック
図である。

【符号の説明】

１０ 過電流保護システム １２ 負荷 １６ 駆動手段 ２０ 制御手段 ２１ 供給電流 ２２ 所定の周期 ２６ リッセット部 ２６ａ リセット命令 ３０ 過電流検出手段 ３０ａ 供給電流抑制命令 ３１ プローブ部 ３２ 検出電圧 ３２ａ 負荷に印加される電圧 ３２ｂ 基準電圧 ３２ｃ 基準電流 ３３ａ 直流抵抗 ３３ｂ 交流抵抗

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷に電流を供給する駆動手段の過負荷状
   態を防ぐための過負荷保護システムであって、 前記駆動手段の過負荷状態を検出したとき、供給電流抑
   制命令を生成する過電流検出手段と、 前記駆動手段への供給電流を制御するとともに、前記供
   給電流抑制命令を受けたときに当該駆動手段に流れる電
   流を抑制して、当該駆動手段の過負荷状態を防ぐ制御を
   実行できる制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする過電流保護システム。
2. 【請求項２】請求項１に記載の過電流検出手段は、 負荷に印加される電圧と所定の基準電圧とを比較し、当
   該検出電圧が当該基準電圧を超えたとき、前記駆動手段
   の過負荷状態を検出したと判定して、前記供給電流抑制
   命令を生成する、 ことを特徴とする過電流保護システム。
3. 【請求項３】請求項２に記載の過電流検出手段は、 負荷に印加される電圧の実効値と所定の基準電圧の実効
   値とを比較し、当該検出電圧の実効値が当該基準電圧の
   実効値を超えたとき、前記駆動手段の過負荷状態を検出
   したと判定して、前記供給電流抑制命令を生成する、 ことを特徴とする過電流保護システム。
4. 【請求項４】請求項１に記載の過電流検出手段は、 負荷に直列に接続されたプローブ部を備えて成り、 前記プローブ部に流れる前記供給電流によって当該プロ
   ーブ部に印加される電圧に基づいて当該供給電流を検出
   し、当該検出した供給電流が基準電流を超えたとき、前
   記駆動手段の過負荷状態を検出したと判定して、前記供
   給電流抑制命令を生成する、 ことを特徴とする過電流保護システム。
5. 【請求項５】請求項４に記載の過電流検出手段は、 前記プローブ部に流れる前記供給電流によって当該プロ
   ーブ部に印加される電圧に基づいて当該供給電流の実効
   値を検出し、当該検出した供給電流の実効値が基準電流
   の実効値を超えたとき、前記駆動手段の過負荷状態を検
   出したと判定して、前記供給電流抑制命令を生成する、 ことを特徴とする過電流保護システム。
6. 【請求項６】請求項４または５に記載のプローブ部は、 直流抵抗、交流抵抗のうち少なくとも一方をを備えて成
   る、 ことを特徴とする過電流保護システム。
7. 【請求項７】請求項１〜６に記載の制御手段は、 前記供給電流抑制命令を受けたときに、電流を遮断する
   ことによって当該駆動手段に流れる電流を抑制して、当
   該駆動手段の過負荷状態を防ぐ制御を実行する、 ことを特徴とする過電流保護システム。
8. 【請求項８】請求項１〜６に記載の制御手段は、 前記供給電流抑制命令を受けたときに、所定の周期また
   は所定のデューティファクターでパルス変調された電流
   のパルス列を印加することによって当該駆動手段に流れ
   る電流を抑制して、当該駆動手段の過負荷状態を防ぐ制
   御を実行する、 ことを特徴とする過電流保護システム。
9. 【請求項９】請求項１〜８に記載の制御手段は、 リッセット部を備えて成り、 前記リッセット部が生成したリセット命令を受けたとき
   に、前記過負荷状態を防ぐ制御を中止するとともに、前
   記駆動手段への供給電流の制御を再開する、 ことを特徴とする過電流保護システム。